CN223864958U - 横梁总成、车架及宽体车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种横梁总成、车架及宽体车，横梁总成包括支撑板、设于所述支撑板顶部的顶板、设于所述支撑板底部的底板，以及沿上下方向分别抵接于所述顶板和底板的加强板，所述支撑板沿左右方向延伸，且所述支撑板的板面垂直于前后方向，所述加强板垂直于所述支撑板，并沿连接于所述支撑板，所述顶板和所述底板均用于与纵梁连接。本实用新型提供的横梁总成、车架及宽体车，旨在解决车架中间部的横梁总成占位空间较大，且容易出现应力集中的问题。

Description

横梁总成、车架及宽体车

技术领域

本实用新型属于车架横梁技术领域，更具体地说，是涉及一种横梁总成、车架及宽体车。

背景技术

随着新能源技术的发展，以及国家大力推进绿色矿山建设，大部分露天煤矿及金属矿正在积极开展电车替换油车的工作。然而，这类矿区作业车辆面临着重载上坡的极端工况，整车能耗需求显著增大。这就要求车辆配备更大容量的电池系统，同时需通过轻量化设计降低整车重量以提升续航能力。但轻量化设计必须兼顾零部件的结构强度，以确保车辆在重载、颠簸路况下的安全性与可靠性。

当前，在这类重载车辆的车架设计中，存在诸多亟待解决的问题。车架中间横梁多采用箱型横梁结构，该结构不仅零部件本身重量较大，难以满足整车减重的要求，而且在焊接过程中，极易产生应力集中现象，严重影响横梁的结构强度。此外，现有的支撑梁采用箱型焊接结构，先将前后封板焊接在上下封板上，再通过栓接方式将上下封板固定在车架本体上。这种设计不仅导致横梁占用空间较大，给其他零部件的布置带来极大困难，降低了车架空间的利用率，还使得车辆整体布局不够紧凑合理。

尤为突出的是，矿区路况复杂，车辆在重载和颠簸路况下行驶时，横梁总成的焊缝处会承受较大的作用力，进而产生应力集中现象。这不仅会导致结构局部变形，影响车辆行驶的稳定性，严重时甚至会造成结构损坏，极大地威胁到车辆的行驶安全，缩短车辆的使用寿命，增加车辆的维护成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种横梁总成、车架及宽体车，旨在解决车架中间部的横梁总成占位空间较大，且容易出现应力集中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

第一方面，提供一种横梁总成，包括支撑板、设于所述支撑板顶部的顶板、设于所述支撑板底部的底板，以及沿上下方向分别抵接于所述顶板和底板的加强板，所述支撑板沿左右方向延伸，且所述支撑板的板面垂直于前后方向，所述加强板垂直于所述支撑板，并沿连接于所述支撑板，所述顶板和所述底板均用于与纵梁连接。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述支撑板的底部开设有让位槽，所述底板具有向上凸出的避让部，所述避让部适配于所述让位槽，并插设于所述让位槽内。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述顶板和所述底板均包括：

主板体，连接于所述支撑板的顶部或底部；以及

连接板体，包括连接于所述主板体的固定区和用于与纵梁连接的连接区，所述连接区和所述固定区呈夹角设置。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述主板体沿左右方向开设有多个第一连接孔，所述固定区开设有适配于所述第一连接孔的第二连接孔，所述第一连接孔和所述第二连接孔内插设有固定件。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述固定区在前后方向的尺寸由内向外逐渐增大，所述连接区在前后方向的尺寸与所述固定区的外侧尺寸一致。

本实用新型提供的横梁总成的有益效果在于：与现有技术相比，支撑板沿左右方向延伸且板面垂直于前后方向的设计，结合垂直于支撑板的加强板，形成了稳定的立体支撑框架，能够在保证结构强度的同时有效分散重载和颠簸工况下的应力，避免传统箱型横梁总成焊缝处的应力集中问题。顶板和底板分别与纵梁连接，不仅简化了装配工艺，还提高了车架的整体刚性和稳定性。此外，通过合理布置加强板和支撑板，减少了冗余材料的使用，实现了轻量化目标，同时优化了车架内部空间，便于电池组及其他零部件的布置。本实用新型通过优化结构设计，显著提升了车架的整体性能并满足矿用电动车辆的轻量化与高强度需求，整体结构紧凑、强度高、重量轻，能够显著提升矿用电动车辆的续航能力、行驶安全性及使用寿命，适用于复杂苛刻的矿区工况。

第二方面，本实用新型实施例另提供一种车架，包括上述所述的横梁总成，还包括设于所述横梁总成外侧的纵梁，所述纵梁连接于所述顶板和所述底板。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述车架还包括连接于所述纵梁外侧的连接支架，所述连接支架与所述横梁总成对应设置，所述连接支架包括：

连接机构，包括沿前后方向间隔分布的多个连接片，所述连接片设于所述纵梁的外侧，包括由下至上分布的固定部和安装部，所述安装部延伸至所述纵梁的上方；以及

安装片，连接于多个所述安装部的内侧，所述安装片用于与车身连接。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述连接支架还包括连接于多个所述固定部的固定片，所述固定片连接于所述纵梁的外侧。

结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述安装片包括由下至上分布的安装区和导向区，所述导向区由下至上逐渐向外侧倾斜。

本实用新型提供的车架的有益效果在于：与现有技术相比，采用了上述的横梁总成，支撑板沿左右方向延伸且板面垂直于前后方向的设计，结合垂直于支撑板的加强板，形成了稳定的立体支撑框架，能够在保证结构强度的同时有效分散重载和颠簸工况下的应力，避免传统箱型横梁总成焊缝处的应力集中问题。顶板和底板分别与纵梁连接，不仅简化了装配工艺，还提高了车架的整体刚性和稳定性。此外，通过合理布置加强板和支撑板，减少了冗余材料的使用，实现了轻量化目标，同时优化了车架内部空间，便于电池组及其他零部件的布置。本实用新型通过优化结构设计，显著提升了车架的整体性能并满足矿用电动车辆的轻量化与高强度需求，整体结构紧凑、强度高、重量轻，能够显著提升矿用电动车辆的续航能力、行驶安全性及使用寿命，适用于复杂苛刻的矿区工况。

第三方面，本实用新型实施例另提供一种宽体车，包括上述所述的车架。

本实用新型提供的宽体车的有益效果在于：与现有技术相比，采用了上述的车架，支撑板沿左右方向延伸且板面垂直于前后方向的设计，结合垂直于支撑板的加强板，形成了稳定的立体支撑框架，能够在保证结构强度的同时有效分散重载和颠簸工况下的应力，避免传统箱型横梁总成焊缝处的应力集中问题。顶板和底板分别与纵梁连接，不仅简化了装配工艺，还提高了车架的整体刚性和稳定性。此外，通过合理布置加强板和支撑板，减少了冗余材料的使用，实现了轻量化目标，同时优化了车架内部空间，便于电池组及其他零部件的布置。本实用新型通过优化结构设计，显著提升了车架的整体性能并满足矿用电动车辆的轻量化与高强度需求，整体结构紧凑、强度高、重量轻，能够显著提升矿用电动车辆的续航能力、行驶安全性及使用寿命，适用于复杂苛刻的矿区工况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的横梁总成的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的车架的局部结构示意图。

图中：1、顶板；101、主板体；102、连接板体；1021、固定区；1022、连接区；2、支撑板；3、底板；301、避让部；4、加强板；5、固定件；6、纵梁；7、连接支架；701、连接片；7011、固定部；7012、安装部；702、安装片；7021、安装区；7022、导向区；703、固定片。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本实用新型的权利要求书、说明书及附图中的方位术语“上”、“下”与车身的上下方向相同，术语“左”、“右”与车身左右方向相同，术语“前”、“后”与车身前后方向相同，术语“内侧”为在车身左右方向上临近乘员舱的一侧，反之则为“外侧”。除非另有说明，其余方位词，例如“垂直”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。本实用新型的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

请一并参阅图1至图2，现对本实用新型提供的横梁总成、车架及宽体车进行说明。所述横梁总成，包括支撑板2、设于支撑板2顶部的顶板1、设于支撑板2底部的底板3，以及沿上下方向分别抵接于顶板1和底板3的加强板4，支撑板2沿左右方向延伸，且支撑板2的板面垂直于前后方向，加强板4垂直于支撑板2，并沿连接于支撑板2，顶板1和底板3均用于与纵梁6连接。

本实用新型提供的横梁总成，与现有技术相比，支撑板2沿左右方向延伸且板面垂直于前后方向的设计，结合垂直于支撑板2的加强板4，形成了稳定的立体支撑框架，能够在保证结构强度的同时有效分散重载和颠簸工况下的应力，避免传统箱型横梁总成焊缝处的应力集中问题。顶板1和底板3分别与纵梁6连接，不仅简化了装配工艺，还提高了车架的整体刚性和稳定性。此外，通过合理布置加强板4和支撑板2，减少了冗余材料的使用，实现了轻量化目标，同时优化了车架内部空间，便于电池组及其他零部件的布置。本实用新型通过优化结构设计，显著提升了车架的整体性能并满足矿用电动车辆的轻量化与高强度需求，整体结构紧凑、强度高、重量轻，能够显著提升矿用电动车辆的续航能力、行驶安全性及使用寿命，适用于复杂苛刻的矿区工况。

在一些实施例中，请参阅图1，支撑板2的底部开设有让位槽，底板3具有向上凸出的避让部301，避让部301适配于让位槽，并插设于让位槽内。

本实施例通过在支撑板2底部开设让位槽，并在底板3上设置向上凸出的避让部301，使两者形成精准插接配合，进一步提升了结构的稳定性和装配效率。避让部301与让位槽的适配插设不仅增强了底板3与支撑板2之间的连接强度，还能有效限制两者之间的相对位移，防止在重载或颠簸工况下发生松动或变形。由于底板3的避让部301向上突出，使避让部301的下方具有更多的空间容纳车载部件，实现了车辆的合理化布局。同时，这种插接式设计优化了载荷传递路径，使应力分布更加均匀，避免局部应力集中，从而延长了横梁总成的使用寿命。此外，该结构在保证连接可靠性的同时，减少了传统焊接或螺栓连接所需的额外零部件，进一步降低了整体重量，符合轻量化设计要求，同时简化了制造和装配工艺，提高了生产效率。

可选的，让位槽在左右方向位于支撑板2的中间部，且加强板4连接于避让部301。让位槽位于支撑板2的中性轴附近，能够更有效地分散来自纵梁6的载荷，避免局部应力集中，显著提升横梁的整体抗弯和抗扭性能。加强板4与避让部301的直接连接形成了连续的传力路径，增强了关键部位的支撑刚度，特别适用于矿用车辆在重载上坡或颠簸路况下的高负荷工况。同时，该结构设计合理利用了支撑板2中部空间，在保证强度的前提下实现了材料的优化分布，进一步减轻了构件重量，且不影响车架内部其他零部件的布置空间。

在一些实施例中，请参阅图1，顶板1和底板3均包括主板体101和连接板体102，主板体101连接于支撑板2的顶部或底部；连接板体102包括连接于主板体101的固定区1021和用于与纵梁6连接的连接区1022，连接区1022和固定区1021呈夹角设置。

主板体101直接与支撑板2相连，形成主要承力框架，而连接板体102通过呈夹角设置的固定区1021和连接区1022，实现了与纵梁6的多角度稳定连接。夹角式连接结构不仅能够更合理地分散来自纵梁6的复杂载荷，特别是在车辆转向或颠簸时产生的多向应力，有效降低连接部位的应力集中；同时，连接区1022的独立设计可以根据不同车型的纵梁6结构进行适应性调整，提高了横梁总成的通用性和装配灵活性。此外，该结构在保证连接强度的同时，通过优化板材分布进一步减轻了整体重量，且不会牺牲结构刚性。这种模块化设计不仅提升了横梁总成在矿用重载工况下的可靠性，还简化了生产制造流程，有利于实现标准化批量生产。

可选的，连接板体102与主板体101焊接、粘接、卡接或螺接等。

可选的，主板体101和/或连接板体102连接于支撑板2。

可选的，主板体101和连接板体102为一体构件。

可选的，连接板体102搭设于主板体101背离支撑板2的一侧，从而增加连接板体102与主板体101的接触面积。

在一些实施例中，请参阅图1，主板体101沿左右方向开设有多个第一连接孔，固定区1021开设有适配于第一连接孔的第二连接孔，第一连接孔和第二连接孔内插设有固定件5。

横梁总成通过在主板体101上设置多个第一连接孔，并在连接板体102的固定区1021对应开设第二连接孔，采用固定件5插接的装配方式，实现了顶板1、底板3与支撑板2的模块化高精度连接。多孔位分布的第一连接孔与第二连接孔形成矩阵式连接结构，能够根据实际受力需求灵活调整连接点的数量和位置分布，显著提升连接部位的承载均匀性和抗疲劳性能。可拆卸式连接方案不仅便于装配过程中的位置微调，确保各部件之间的精准对位，还大大简化了后期维护时的拆装流程。此外，通过优化连接孔的布局，在保证连接强度的同时有效减少了连接件的使用数量，进一步降低了整体重量。这种模块化、可调节的连接结构特别适用于矿用车辆在复杂工况下的高强度使用需求，在提升产品可靠性的同时降低了生产和维护成本。

在一些实施例中，请参阅图1，固定区1021在前后方向的尺寸由内向外逐渐增大，连接区1022在前后方向的尺寸与固定区1021的外侧尺寸一致。

固定区1021采用前后方向尺寸由内向外逐渐增大的梯形设计，形成了自然的应力过渡区，能够将纵梁6传递的载荷平缓分散至主板体101，有效避免了传统直角连接处的应力突变现象。连接区1022保持与固定区1021最大尺寸一致的等宽设计，既确保了与纵梁6的充分接触面积，又维持了结构简洁性。本实施例不仅显著提高了连接部位的抗弯和抗扭性能，特别适应矿用车辆在重载爬坡时的极端受力工况；而且通过平滑的几何过渡有效降低了应力集中系数，延长了关键连接部位的使用寿命。此外，在不增加材料用量的前提下，通过结构优化实现了力学性能的提升，完美兼顾了轻量化与高强度的双重需求。

可选的，固定区1021的内侧在前后方向的尺寸与主板体101一致。

基于同一发明构思，本实用新型还提供一种车架。请参阅图2，车架包括上述的横梁总成，还包括设于横梁总成外侧的纵梁6，纵梁6连接于顶板1和底板3。

本实用新型提供的车架，采用了上述的横梁总成，支撑板2沿左右方向延伸且板面垂直于前后方向的设计，结合垂直于支撑板2的加强板4，形成了稳定的立体支撑框架，能够在保证结构强度的同时有效分散重载和颠簸工况下的应力，避免传统箱型横梁总成焊缝处的应力集中问题。顶板1和底板3分别与纵梁6连接，不仅简化了装配工艺，还提高了车架的整体刚性和稳定性。此外，通过合理布置加强板4和支撑板2，减少了冗余材料的使用，实现了轻量化目标，同时优化了车架内部空间，便于电池组及其他零部件的布置。本实用新型通过优化结构设计，显著提升了车架的整体性能并满足矿用电动车辆的轻量化与高强度需求，整体结构紧凑、强度高、重量轻，能够显著提升矿用电动车辆的续航能力、行驶安全性及使用寿命，适用于复杂苛刻的矿区工况。

在一些实施例中，请参阅图2，车架还包括连接于纵梁6外侧的连接支架7，连接支架7与横梁总成对应设置，连接支架7包括连接机构和安装片702，连接机构包括沿前后方向间隔分布的多个连接片701，连接片701设于纵梁6的外侧，包括由下至上分布的固定部7011和安装部7012，安装部7012延伸至纵梁6的上方；安装片702连接于多个安装部7012的内侧，安装片702用于与车身连接。

连接支架7采用沿前后方向间隔分布的多个连接片701结构，形成稳定的框架式支撑体系，其固定部7011与纵梁6可靠连接，安装部7012向上延伸至纵梁6上方，再通过内侧的安装片702与车身连接，实现了多层次的载荷传递路径。这种设计具有以下突出优点：首先，间隔分布的多个连接片701形成冗余支撑结构，即使单个连接片701受损也不影响整体连接强度，大幅提高了矿用车辆在极端工况下的可靠性；其次，安装片702集成于连接片701内侧的设计，既保证了与车身的连接便利性，又优化了空间利用率，避免与周边部件干涉；再者，连接支架7与横梁总成的对应设置形成了立体支撑网络，使车架整体抗扭刚度提升，有效抑制重载颠簸工况下的车架变形。本实施例在确保承载能力的同时，采用模块化设计便于安装维护，为矿用电动车辆提供了高可靠性的车架解决方案。

在一些实施例中，请参阅图2，连接支架7还包括连接于多个固定部7011的固定片703，固定片703连接于纵梁6的外侧。

固定片703横向连接多个连接片701的固定部7011，在纵梁6外侧形成稳定的加固框架，将原本独立的多个连接片701整合为统一受力整体，显著提升了连接支架7的整体抗弯刚度，使载荷分布更加均匀，有效防止局部应力集中。该设计通过增加与纵梁6的接触面积，大幅提高了连接部位的抗剪切能力，特别适应矿用车辆在崎岖路面行驶时产生的复杂交变载荷。此外，固定片703作为额外的连接界面，为车架提供了冗余的载荷传递路径，即使单个连接点出现松动也不会影响整体结构稳定性。本实施例在不明显增加重量的前提下，使车架系统的整体扭转刚度提升，同时保持了装配工艺的简便性，为矿用电动车辆在严苛工况下的长期可靠运行提供了保障。

在一些实施例中，请参阅图2，安装片702包括由下至上分布的安装区7021和导向区7022，导向区7022由下至上逐渐向外侧倾斜。

导向区7022采用由下至上逐渐向外侧倾斜的独特造型，形成自然的导入斜面，在车身安装过程中能够自动校正位置偏差，有效提升装配效率。安装区7021与导向区7022的阶梯式分布既确保了足够的连接强度，又保留了必要的安装操作空间。倾斜的导向区7022可有效补偿制造公差，解决了大型矿用车架因焊接变形导致的装配困难问题；而且渐变的导向面在车身下落过程中自动产生向内的分力，确保安装片702与车身连接孔精准吻合，大幅降低装配难度。另外，在不增加材料厚度的前提下，通过结构优化使连接部位的抗拉强度提升，完美兼顾了轻量化与高强度的需求。

基于同一发明构思，本实用新型还提供一种宽体车。宽体车包括上述的车架。

本实用新型提供的宽体车，采用了上述的车架，支撑板2沿左右方向延伸且板面垂直于前后方向的设计，结合垂直于支撑板2的加强板4，形成了稳定的立体支撑框架，能够在保证结构强度的同时有效分散重载和颠簸工况下的应力，避免传统箱型横梁总成焊缝处的应力集中问题。顶板1和底板3分别与纵梁6连接，不仅简化了装配工艺，还提高了车架的整体刚性和稳定性。此外，通过合理布置加强板4和支撑板2，减少了冗余材料的使用，实现了轻量化目标，同时优化了车架内部空间，便于电池组及其他零部件的布置。本实用新型通过优化结构设计，显著提升了车架的整体性能并满足矿用电动车辆的轻量化与高强度需求，整体结构紧凑、强度高、重量轻，能够显著提升矿用电动车辆的续航能力、行驶安全性及使用寿命，适用于复杂苛刻的矿区工况。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.横梁总成，其特征在于，包括支撑板、设于所述支撑板顶部的顶板、设于所述支撑板底部的底板，以及沿上下方向分别抵接于所述顶板和底板的加强板，所述支撑板沿左右方向延伸，且所述支撑板的板面垂直于前后方向，所述加强板垂直于所述支撑板，并沿连接于所述支撑板，所述顶板和所述底板均用于与纵梁连接。

2.如权利要求1所述的横梁总成，其特征在于，所述支撑板的底部开设有让位槽，所述底板具有向上凸出的避让部，所述避让部适配于所述让位槽，并插设于所述让位槽内。

3.如权利要求1所述的横梁总成，其特征在于，所述顶板和所述底板均包括：

主板体，连接于所述支撑板的顶部或底部；以及

连接板体，包括连接于所述主板体的固定区和用于与纵梁连接的连接区，所述连接区和所述固定区呈夹角设置。

4.如权利要求3所述的横梁总成，其特征在于，所述主板体沿左右方向开设有多个第一连接孔，所述固定区开设有适配于所述第一连接孔的第二连接孔，所述第一连接孔和所述第二连接孔内插设有固定件。

5.如权利要求3所述的横梁总成，其特征在于，所述固定区在前后方向的尺寸由内向外逐渐增大，所述连接区在前后方向的尺寸与所述固定区的外侧尺寸一致。

6.车架，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的横梁总成，还包括设于所述横梁总成外侧的纵梁，所述纵梁连接于所述顶板和所述底板。

7.如权利要求6所述的车架，其特征在于，所述车架还包括连接于所述纵梁外侧的连接支架，所述连接支架与所述横梁总成对应设置，所述连接支架包括：

连接机构，包括沿前后方向间隔分布的多个连接片，所述连接片设于所述纵梁的外侧，包括由下至上分布的固定部和安装部，所述安装部延伸至所述纵梁的上方；以及

安装片，连接于多个所述安装部的内侧，所述安装片用于与车身连接。

8.如权利要求7所述的车架，其特征在于，所述连接支架还包括连接于多个所述固定部的固定片，所述固定片连接于所述纵梁的外侧。

9.如权利要求7所述的车架，其特征在于，所述安装片包括由下至上分布的安装区和导向区，所述导向区由下至上逐渐向外侧倾斜。

10.宽体车，其特征在于，具有权利要求6-9中任一项所述的车架。